2010年巖土工程師基礎(chǔ)知識:高鋁水泥(鋁酸鹽水泥)

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1.原料與生產(chǎn)
    
    2.礦物組成和水化產(chǎn)物
    1)礦物組成
    鋁酸―鈣(CaO·A12O3,簡式CA)
    二鋁酸―鈣(CaO·2A12O3,簡式CA2)
    少量碳酸二鈣(2CaO·SiO2,簡式C2S)等。
    2)水化產(chǎn)物
    當(dāng)溫度低于20℃時(shí),主要水化產(chǎn)物為水化鋁酸―鈣(CaO·A12O3·10H2O,簡式CAH10);
    當(dāng)溫度在20℃~30℃時(shí),主要水化產(chǎn)物為水化鋁酸二鈣(2CaO·A12O3·8H2O,簡式C2AH8);
    當(dāng)溫度高于30℃時(shí),主要水化產(chǎn)物為水化鋁酸三鈣(3CaO·A12O3·6H2O,簡式C3AH6)。
    此外,尚有氫氧化鋁凝膠(A12O3·3H2O,簡式AH3)。
    CA2水化硬化較慢,早強(qiáng)低,但后期強(qiáng)度不斷提高。CA2含量高,水泥耐熱性好。
    CAH10和C2AH8為片狀或針狀晶體,它們相互交錯(cuò)搭接,形成堅(jiān)硬的結(jié)晶連生體骨架,同時(shí)生成的AH3凝膠填充于骨架的空隙中,形成致密結(jié)構(gòu),使水泥石獲得較高強(qiáng)度。而且水化在7d內(nèi)可基本完成,故早期強(qiáng)度增長快,在(GB201—81)中是以3d的抗壓、抗折強(qiáng)度確定其標(biāo)號。
    CAH10和C2AH8都是不穩(wěn)定的,會逐步轉(zhuǎn)化為較穩(wěn)定的C3AH6。晶體轉(zhuǎn)變的結(jié)果使水泥石內(nèi)析出游離水,增大了孔隙率,同時(shí)又由于C3AH6本身強(qiáng)度低,所以水泥石強(qiáng)度明顯下降。尤其是在濕熱條件下,這種轉(zhuǎn)變更加迅速。
    3.高鋁水泥的技術(shù)性能要求
    按國標(biāo)(GB 201—2000)中規(guī)定:
    高鋁水泥根據(jù)A12O3含量百分?jǐn)?shù)分為CA-50、CA-60、CA-70和CA-80四類。對其物理性能要求為:
    ①細(xì)度:比表面積不小于300 m2/kg或0.045 mm,篩余不大于20%;
    ②凝結(jié)時(shí)間:CA—50、CA-70、CA-80的膠砂初凝時(shí)間不得早于30 min,終凝時(shí)間不得遲于6 h;CA-60的膠砂初凝時(shí)間不得早于60 min,終凝時(shí)間不得遲于18 h;
    ③各類型水泥各齡期的強(qiáng)度值應(yīng)符合規(guī)定值。
    4.高鋁水泥的特性、應(yīng)用
    ①強(qiáng)度高且增長快,但長期強(qiáng)度有下降趨勢。
    不能蒸汽養(yǎng)護(hù)、也不宜高溫下施工,最適宜的硬化溫度為15℃左右,不得超過25℃。
    常用于緊急搶修工程,或要求早強(qiáng)高的工程。不能用于長期承載結(jié)構(gòu)。
    ②水化熱大,且放熱速度快。
    不能用于大體積混凝土工程。對冬季施工有利。
    ③抗?jié)B性好。
    ④抗硫酸鹽侵蝕性好。因其不含C3A,水化不析出Ca(OH)2,而且結(jié)構(gòu)致密。
    ⑤耐熱性好。
    ⑥耐堿性差。不得與硅酸鹽類水泥、石灰等能析出Ca(OH)2的膠凝材料混用,否則會降低強(qiáng)度和出現(xiàn)“閃凝”現(xiàn)象。